KR102465918B1 - 광학 필름 - Google Patents

광학 필름 Download PDF

Info

Publication number
KR102465918B1
KR102465918B1 KR1020200147107A KR20200147107A KR102465918B1 KR 102465918 B1 KR102465918 B1 KR 102465918B1 KR 1020200147107 A KR1020200147107 A KR 1020200147107A KR 20200147107 A KR20200147107 A KR 20200147107A KR 102465918 B1 KR102465918 B1 KR 102465918B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diffusion layer
base film
prism
film
light
Prior art date
Application number
KR1020200147107A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220060922A (ko
Inventor
김진환
조성식
임주혁
Original Assignee
주식회사 엘엠에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘엠에스 filed Critical 주식회사 엘엠에스
Priority to KR1020200147107A priority Critical patent/KR102465918B1/ko
Priority to TW110140920A priority patent/TWI797810B/zh
Priority to CN202111291766.6A priority patent/CN114442208A/zh
Priority to US17/519,027 priority patent/US20220163716A1/en
Priority to JP2021180619A priority patent/JP2022075631A/ja
Publication of KR20220060922A publication Critical patent/KR20220060922A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102465918B1 publication Critical patent/KR102465918B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051Diffusing sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/04Prisms
    • G02B5/045Prism arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0236Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
    • G02B5/0242Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133502Antiglare, refractive index matching layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504Diffusing, scattering, diffracting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133605Direct backlight including specially adapted reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133606Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133606Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0231Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having microprismatic or micropyramidal shape
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0294Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use adapted to provide an additional optical effect, e.g. anti-reflection or filter

Abstract

본 개시의 다양한 실시예에 따른 광학 필름은, 일면에 제 1 방향으로 평행한 패턴 방향을 갖는 복수 개의 프리즘이 형성된 프리즘 패턴층; 상기 프리즘 패턴층의 타면에 형성된 제 1 확산층; 일면에서 상기 제 1 확산층과 접하며 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향의 광축 방향을 갖는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 타면에 접하는 제 2 확산층을 포함할 수 있다.
이 밖에 다양한 실시예들에 따른 광학 필름 및 광학 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.

Description

광학 필름{OPTICAL FILM}
본 개시의 다양한 실시예들은 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 필름에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 디스플레이 장치(liquid crystal display, LCD)는 전자 장치의 화면 전체에 광을 균일하게 조사하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛은 광원, 도광판, 확산 시트, 프리즘을 포함하는 광학 필름을 포함할 수 있다. 광원에서 출사된 광은 도광판을 통해 상부로 전달되고, 상부로 전달된 광은 확산 시트를 통해 확산된 후, 상부에 구비된 광학 필름을 통해 액정 패널로 전달될 수 있다. 경우에 따라서 백라이트 유닛은 광학 필름의 상부에 추가적인 확산 시트를 더 구비할 수도 있다. 일반적인 광학 필름은 복수의 확산 및 집광 시트를 적층함으로써 광원의 점광원을 면광원으로 변경하도록 구성할 수 있다.
최근 개발되고 있는 디스플레이 장치는 점차 두께가 얇아지고 있고, 이에 따라 백라이트 유닛 또한, 박형으로 제작되는 것이 요구된다. 백라이트 유닛에서, 상대적으로 두꺼운 두께를 가지는 확산 시트를 제거하기 위한 개발이 진행되고 있다. 예컨대, 백라이트 유닛으로서, 광원, 도광판, 하(下)확산 시트, 광학 필름 및 상(上)확산 시트를 포함하는 실시예에서 상 확산 시트를 제거할 수 있다.
그러나, 백라이트 유닛의 두께를 줄이기 위해 상 확산 시트를 제거하는 경우, 외관에 필름을 복수 개 적층함으로 인하여 발생되는 광 간섭 현상인 뉴턴링(Newton's Ring)이나 전자 장치의 디스플레이 표면에서 무지개 형태의 얼룩(색 불균일)이 발생하는 레인보우 무라(Rainbow Mura) 현상이 발생하여 표시 품질의 저하가 발생할 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛을 박형화함과 동시에 표시 품질의 저하를 방지할 수 있는 방안의 개발이 필요하다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 개선된 화질을 제공하는 액정 표시 장치용 광학 필름을 제공하기 위함이다.
예를 들어, 본 개시에 따르면 광 간섭 현상이나 색 불균일 현상을 방지할 수 있는 광학필름을 제공하고자 한다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 일면에 제 1 방향으로 평행한 패턴 방향을 갖는 복수 개의 프리즘이 형성된 프리즘 패턴층; 상기 프리즘 패턴층의 타면에 형성된 제 1 확산층; 일면에서 상기 제 1 확산층과 접하며 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향의 광축 방향을 갖는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 타면에 접하는 제 2 확산층을 포함하고, 상기 프리즘 패턴층의 상기 제 1 방향은 상기 베이스 필름의 제 2 방향과 적어도 30도 이상의 각도를 형성하는 광학 필름을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 광원; 상기 광원으로부터 방출된 광을 가이드하는 도광판; 상기 도광판을 투과한 광을 확산시키는 확산 시트; 제 1 방향을 따라 평행하게 배열된 복수의 제 1 프리즘 패턴들과, 상기 제 1 프리즘 패턴들을 지지하는 제 1 베이스 필름을 포함하는 제 1 프리즘 시트; 및 상기 제 1 프리즘 시트의 상부에 적층되고, 상기 제 1 프리즘 패턴들의 배열 방향과 다른 제 2 방향을 따라 평행하게 배열된 복수의 제 2 프리즘 패턴들과, 상기 제 2 프리즘 패턴들을 지지하며, 상기 제 2 방향과 다른 제 3 방향의 광축 방향을 갖는 제 2 베이스 필름을 포함하는 제 2 프리즘 시트;를 포함하고, 상기 제 2 프리즘 시트는 상기 제 2 베이스 필름의 양면에 제 1 확산층 및 제 2 확산층을 포함하며, 상기 제 2 프리즘 패턴들의 상기 제 2 방향은 상기 제 2 베이스 필름의 상기 제 3 방향과 적어도 30도 이상의 각도를 형성하는 광학필름을 구성하는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면 광학 필름의 상면에 상 확산 시트를 구비하지 않음으로써 백라이트 유닛의 박형화에 기여할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 광학 필름은 상 확산 시트를 구비하지 않고도, 베이스 필름의 양면에 확산층을 포함함으로써 광 간섭 현상이나 색 불균일 현상을 방지하여, 개선된 화질을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 광학 필름은 프리즘 패턴층의 패턴 방향과 베이스 필름의 광축 방향이 소정 각도 이상의 차이를 갖도록 함으로써 광 간섭 현상이나 색 불균일 현상을 방지하여, 개선된 화질을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 광학 필름은 광학 필름을 구성하는 각 요소들의 굴절율에 차이를 두어 광 간섭 현상이나 색 불균일 현상을 방지하여, 개선된 화질을 제공할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 어떤 실시예에 따른, 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 광학필름이 적용된 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 광학필름을 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 광학필름을 나타내는 단면도이다.
도 5는, 베이스 필름의 모재가 연신된 모습을 나타내는 개념도이다.
도 6은, 연신된 베이스 필름의 모재가 복수 개의 베이스 필름으로 슬리팅된 모습을 나타낸 개념도이다.
도 7은, 연신된 베이스 필름의 모재의 폭에 따른 광축 배향각을 나타내는 도면이다.
도 8은, 어떤 실시예에 따른, 슬릿팅된 복수 개의 베이스 필름에 프리즘을 성형하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는, 베이스 필름의 광축 방향과 프리즘 패턴층의 패턴 방향의 교차각에 따른, 액정 패널의 색 불균일 현상을 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 슬릿팅된 복수 개의 베이스 필름에 프리즘을 성형하는 모습을 나타내는 도면이다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
다양한 실시예들에 따르면, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 어떤 실시예에 따른, 액정표시장치(1)의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치(또는 LCD(liquid crystal display) 장치))(1)는 백라이트 유닛(10)과 액정 패널(20)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 백라이트 유닛(10)은 액정 패널(20)에 광을 조사하도록 액정 패널(20)의 후면(-Z 방향을 향하는 면)을 향해 배치될 수 있다. 백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사판(12), 도광판(13), 확산 시트(14, 17) 및 프리즘 시트(15, 16)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 백라이트 유닛(10)은 도면에 도시되지 않았으나 반사 편광 시트를 더 포함할 수 있다.
광원(11)은 액정패널(20)의 배면에 광을 조사하기 위한 구성으로서, 광원(11)에서 방출된 광은 도광판(13)에 의해 면광원의 형태로 변환될 수 있다. 광원(11)은 배열구조에 따라 엣지형 또는 직하형으로 구분될 수 있는데, 직하형은 에지형에 비해 분할구동이 가능하여 에지형 보다 더욱 섬세한 영상을 구현할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광원(11)은 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL), 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp) 및 발광다이오드(light emitting diode: LED, 이하 LED라 함) 중 하나일 수 있다.
반사판(12)은 도광판(13)의 후방에 배치되고, 도광판(13)의 후방(-Z축 방향을 향하는 면)을 향해 출사된 광을 도광판(13)을 향해 반사시켜 입사시킴으로써 광의 손실을 최소화할 수 있다.
확산 시트(14, 17)는 도광판(13)으로부터 입사된 광을 균일하게 분산시킬 수 있다. 확산 시트(14, 17)는 광 확산제 비드(beads)가 첨가되어 있는 경화성 수지(예를 들어, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 적어도 하나 이상을 택하여 단독 또는 혼합된 것임) 용액을 도포하여 광학산제 비드에 의해 광확산을 유발할 수 있다. 또한, 확산 시트(14, 17)는 균일 또는 불균일한 크기의 형상(예를 들어, 구형)의 돌기 패턴(또는 돌출부)이 형성되어 광의 확산을 촉진할 수도 있다.
확산 시트(14, 17)는 하 확산 시트(14) 및 상 확산 시트(17)를 포함할 수 있다. 하 확산 시트(14)는 도광판(13)과 프리즘 시트(15) 사이에 배치될 수 있으며, 상 확산 시트(17)는 프리즘 시트(16)와 액정 패널(20) 사이에 배치될 수 있다. 만약 백 라이트 유닛(10)이 반사 편광 시트를 더 포함한다면, 상 확산 시트(17)는 프리즘 시트(16)와 반사 편광 시트 사이에 배치될 수 있다.
프리즘 시트(15, 16)는 표면에 형성된 광학 패턴을 이용해서 입사된 광을 집광한 후, 액정 패널(20)로 출사시킬 수 있다. 프리즘 시트(15, 16)는 투광성 베이스 필름과 상기 베이스 필름의 상면(+Z축 방향을 향하는 면)에 형성된 프리즘 패턴층을 포함할 수 있다. 프리즘 패턴층은 면 방향의 휘도 향상을 위하여, 지정된 각도의 경사면(예컨대 45 °의 경사면)이 형성된 삼각 어레이(array) 형태의 광학 패턴층으로 형성될 수 있다. 프리즘 패턴층의 프리즘 패턴들은 삼각 기둥 형상일 수 있으며, 삼각 기둥의 일면이 베이스 필름과 대면하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프리즘 시트(15, 16)는 제 1 프리즘 시트(15)와 제 2 프리즘 시트(16)를 포함하여 복합 프리즘 시트 구조를 형성할 수 있다. 여기서 제 2 프리즘 시트(16)는 제 1 프리즘 시트(15)의 상면 위에 중첩(overlap)되어 배치될 수 있다. 제 1 프리즘 시트(15)에서, 복수 개의 제 1 프리즘 패턴들은 서로 나란하게 배열될 수 있다. 각각의 제 1 프리즘 패턴들은 일 방향으로 연장된 구조일 수 있다. 예를 들어, 제 1 프리즘 패턴들 각각의 꼭지점 라인(P1)들은 X축 방향을 향하도록 연장 형성될 수 있다. 이와 유사하게 제 2 프리즘 시트(16)에서, 복수 개의 제 2 프리즘 패턴들 또한 서로 나란하게 배열될 수 있다. 각각의 제 2 프리즘 패턴들은 일 방향으로 연장된 구조일 수 있다. 예를 들어, 제 2 프리즘 패턴들 각각의 꼭지점 라인(P2)들은 Y축 방향을 향하도록 연장 형성될 수 있다. 여기서 제 1 프리즘 패턴들의 연장 방향과 제 2 프리즘 패턴들의 연장 방향은 설명의 편의상 X축과 Y축을 향하는 것으로 도시되어 있다. 단, 도시된 실시예에 한정되지 않으며, X축 또는 Y축 외 다른 방향을 향할 수도 있다.
반사편광시트(미도시)는 프리즘 시트(15, 16) 및 상 확산 시트(17) 상부에 구비되어 프리즘 시트(15, 16)로부터 집광되고 상 확산 시트에 의해 확산된 광에 대해 일부 편광은 투과시키고 다른 편광은 하부로 반사시키는 역할을 할 수 있다.
액정 패널(20)은 광원(11)에서 조사된 광을 전기 신호에 따라 소정의 패턴으로 굴절시킬 수 있다. 상기 굴절된 광은 액정 패널(20)의 전면에 배치된 컬러 필터와 편광 필터를 통과하여 화면을 구성할 수 있다.
도 2는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 광학필름(100)이 적용된 액정표시장치(1)의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 액정표시장치(또는 LCD(liquid crystal display) 장치))(1)는 백라이트 유닛(10)과 액정 패널(20)을 포함하고, 백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사판(12), 도광판(13), 하 확산 시트(14) 및 프리즘 시트(15)를 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(10)은 도면에 도시되지 않았으나 반사 편광 시트를 더 포함할 수도 있다. 이하 도 1과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다. 본 개시의 액정표시장치(1)는 도 1의 상 확산 시트(17)를 구비하지 않고, 본 개시의 광학 필름(100)을 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시에서 '광학 필름'이란 프리즘 시트와 투광성 베이스 필름에 광확산층을 더 포함한 필름을 의미할 수 있다. 도 2의 도면에서는 설명의 편의를 위해 다소 과장되게 되었으나, 광학 필름(100)에 포함되는 광확산층(예: 도 3에서 후술하는 제 1 확산층(120) 및/또는 제 2 확산층(140))은 상 확산 시트(17)의 두께(예: 50~200㎛)에 비해 두께가 매우 얇게 형성(예: 광확산층의 두께 1~10㎛)될 수 있다. 광학 필름(100)은 복수의 광확산층(예: 도 3에서 후술하는 제 1 확산층(120) 및 제 2 확산층(140))을 포함할 수 있다. 광학 필름(100)에 포함되는 광확산층(예: 도 3에서 후술하는 제 1 확산층(120) 및 제 2 확산층(140))은 확산 시트의 두께에 비해 얇게 형성되므로 복수 개로 구비되더라도, 도 2의 액정표시장치(1)는 상 확산 시트(17)를 구비한 도 1의 액정표시장치(1)에 비해 박형화될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 본 개시의 액정표시장치(1)는 도 1의 상 확산 시트(17)를 구비하지 않고, 프리즘 시트(15, 16) 중 어느 하나를 복수의 광확산층이 구비된 광학 필름(100)으로 대체할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 1의 제 2 프리즘 시트(16)를 광학 필름(100)으로 대체할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른 광학 필름(100)은 도 1의 상 확산 시트(17)를 구비하지 않되, 상기 상 확산 시트(17)를 대체하도록 기존의 상 확산 시트(17)에 인접한 제 2 프리즘 시트(16)를 복수의 광확산층(120, 130)을 포함하는 광학 필름(100)으로 대체할 수 있다.
도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 광학필름(100)을 나타내는 사시도이다. 도 4는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 광학필름(100)을 나타내는 단면도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 광학 필름(100)은, 프리즘 패턴층(110), 제 1 확산층(120), 베이스 필름(130) 및 제 2 확산층(140)을 포함할 수 있다.
프리즘 패턴층(110)의 일면에는 제 1 방향(예: Y 방향)을 향해 평행한 패턴 방향을 갖는 복수 개의 프리즘 패턴이 형성될 수 있다. 프리즘 패턴의 단면은 삼각형일 수 있다. 프리즘 패턴층의 타면에는 제 1 확산층(120)이 형성된다. 제 1 확산층(120)은 프리즘 패턴층의 프리즘 패턴이 형성된 면과 반대 면에 형성되고, 제 1 확산층(120)의 타 일면에는 베이스 필름(130)이 배치될 수 있다. 상기 프리즘 패턴층(110), 제 1 확산층(120), 베이스 필름(130) 및 제 2 확산층(140)은 접착제에 의해 접착될 수 있다. 여기서 접착제는 아크릴계, 폴리에스테르계 폴리머를 포함하는 접착제 일 수 있다. 또한, 접착제는 감압성 접착제(PSA: pressure sensitive adhesive)일 수 있다. 단, 상기 접착제의 예시에 한정되지 않음을 유의해야 한다.
베이스 필름(130)은 제 1 확산층(120) 및 프리즘 패턴층(110)을 지지하기 위한 구성이다. 예를 들면, 베이스 필름(130)은 광을 투과시킬 수 있는 투명한 재질, 예컨대, 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(poly sulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(poly norbornene) 계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 구체적인 예를 들면, 베이스 필름(130)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly ethylene terephtalate) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(poly ethylene naphthalate) 등으로 이루어질 수 있다. 도 5 이하의 설명에서 상세히 후술하겠으나, 베이스 필름(130)은 프리즘 패턴층(110)의 패턴 방향인 제 1 방향(예: Y축)과 다른 제 2 방향의 광축 방향을 가질 수 있다. 아울러, 베이스 필름(130)의 타 일면에는 제 2 확산층(140)이 형성될 수 있다.
베이스 필름(130)의 두께는 예를 들어, 약 10 내지 약 500㎛일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 약 50 내지 약 300㎛일 수 있다. 그러나, 베이스 필름(130)의 두께가 상기 예시에 제한되지 않음은 물론이다.
본 개시에 따른 광학 필름(100)은 베이스 필름(130)을 기준으로 일면과 타면, 즉 양면에 광확산층(120, 140)을 각각 구비함으로써 광 확산 효과와 광 간섭 현상 및 색 불균일 현상을 저감시키는 효과를 증대할 수 있다.
광 확산 효과와 관련하여, 프리즘 패턴층(110) 및 베이스 필름(130)은 고굴절률을 가질 수 있으며, 제 1 확산층(120) 및 제 2 확산층(140)은 프리즘 패턴층(110) 및 베이스 필름(130)에 비해 상대적으로 낮은 굴절률을 갖도록 형성될 수 있다.
다음은, 광학필름(100)을 구성하는 각 레이어의 굴절률을 나타내는 표이다.
레이어 구분 굴절률
프리즘패턴층(110) 1.56~1.70
제 1 확산층(120) 1.40~1.55
베이스 필름(130) 1.56~1.70
제 2 확산층(140) 1.40~1.55
예를 들면, 상기 [표 1]을 통해 나타낸 바와 같이 진공 상태의 굴절률이 1이라 할때, 프리즘 패턴층(110) 및 베이스 필름(130)의 굴절률은 1.56 내지 1.70의 굴절률을 가지고, 제 1 확산층(120) 및 제 2 확산층(140)의 굴절율은 1.40 내지 1.55의 굴절률을 가질 수 있다. 여기서 프리즘 패턴층(110) 및 베이스 필름(130)의 굴절률과 제 1 확산층(120) 및 제 2 확산층(140)의 굴절률 차이는 0.01 내지 0.3 일 수 있다.
다음은, 광학필름(100)을 구성하는 레이어의 굴절률에 대한 다양한 예시 및 그에 따른 확산효과를 나타내는 표이다.
구분 제 1 실시예 제 2 실시예 제 3 실시예 제 4 실시예
굴절률 프리즘패턴층(110) 1.6 1.6 1.65 1.65
제 1 확산층(120) 1.5 1.5 1.5 1.5
베이스 필름(130) 1.6 1.6 1.6 1.6
제 2 확산층(140) - 1.5 - 1.5
뉴튼링(newton's ring)
레인보우 무라(rainbow mura)
광 확산도 103% 100% 105% 102%
예컨대, 상기 [표 2]의 제 1 실시예 및 제 2 실시예를 비교하면, 상 확산 시트를 구비하지 않는 광학 필름(100)에 구비되는 확산층으로서, 프리즘 패턴층(110)과 베이스 필름(130) 사이의 제 1 확산층(120)만 구비하는 경우에는 베이스 필름(130)의 하면을 통해 입사된 광이 순차적으로 고 굴절률 부재 -> 저 굴절률 부재 -> 고 굴절률의 부재를 통과하여 출사하게 된다. 이와 같이 광학 필름(100)에 제 1 확산층(120)만 구비하는 경우에는 뉴튼링(newton's ring)과 레인보우 무라(rainbow mura) 현상이 관측될 수 있다. 이와 달리, 광학 필름(100)에 제 2 확산층(140)을 더 포함하면, 뉴튼링(newton's ring)과 레인보우 무라(rainbow mura) 현상을 방지할 수 있게 된다. 즉, 광학 필름(100)에 제 1 확산층(120) 뿐만 아니라 제 2 확산층(140)을 더 포함함으로써 얻게 되는 광 학 효과가 현저히 클 수 있다.
또한, 상기 [표 2]의 제 3 실시예와 제 4 실시예를 더 참고하면, 제 3 실시예에 비해, 제 4 실시예의 경우 다른 광학 필름(100) 층 내 다른 매질에 비해 상대적으로 저 굴절률을 가지는 제 2 확산층(140)을 더 포함함으로써 광 확산도를 더 낮출 수 있게 되고, 이에 따라 광 확산에 따른 광 간섭 현상을 저감할 수 있는 효과를 가질 수도 있다. 예를 들면, 제 2 확산층(140)의 하면을 통해 입사된 광이 순차적으로 저 굴절률 부재 -> 고 굴절률 부재 -> 저 굴절률 부재 -> 고 굴절률의 부재를 통과하여 출사하게 된다. 일 실시예에 따르면, 본 발명은 제 2 확산층(140)을 더 포함함으로써 저 굴절률 매질에서 고 굴절률의 매질을 통과함에 따라 빛이 확산되는 경로를 2중으로 구비함으로써 광 확산도를 보다 정밀하게 조절할 수 있는 장점이 있다. 제 1 확산층(130) 및 제 2 확산층(140)은 경화성 수지(예를 들어, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 적어도 하나 이상을 택하여 단독 또는 혼합된 것임)용액에 광학산제 비드를 첨가하여 광확산을 유발할 수도 있다.
또한, 광 간섭 현상 및 색 불균일 현상을 저감시키는 효과와 관련하여 제 1 확산층(130) 및 제 2 확산층(140)을 헤이즈(haze) 처리할 수 있다. 여기서 '헤이즈 처리'란 제 1 확산층(130) 및 제 2 확산층(140)의 표면을 거친 표면을 만들어 탁도를 높이는 메트(matte) 처리, 유리, 중합체 등의 비드를 이용하여 탁도를 높이는 비드(bead) 처리를 포함하여 탁도를 높이는 모든 처리 방식을 포함할 수 있다. 상기 제 1 확산층(130) 및 제 2 확산층(140)를 헤이즈(haze) 처리함으로써, 도 1의 상 확산 시트(17)를 구비하지 않음에 따른 광 간섭이나 색 불균일 현상을 저감할 수 있다. 예컨대, 광학 필름에 구비되는 확산층으로서, 프리즘 패턴층(110)과 베이스 필름(130) 사이에 헤이즈 처리된 제 1 확산층(120)만 구비하는 경우에는 베이스 필름(130)의 하면을 통해 입사된 광이 순차적으로 베이스 필름(130), 제 1 확산층(120) 및 프리즘 패턴층(110)을 통과하면서 출광되는데, 출광되는 광의 탁도가 각 부재의 굴절률 차이에 의해 원하는 정도의 값을 가지지 않을 수 있다. 예컨대, 60% 내지 90%의 탁도를 갖도록 헤이즈 처리된 제 1 확산층(120)만을 포함하는 광학 필름의 경우 프리즘 패턴층(110)에서 출광되는 광은 30% 내지 45%의 탁도만 가질 수 있다. 이러한 현상을 보상하기 위하여 본 개시의 광학 필름(100)은 제 1 확산층(120) 및 제 2 확산층(140) 모두에 헤이즈 처리를 할 수 있다. 예컨대, 제 1 확산층(120)은 50% 내지 90%의 탁도를 갖도록 헤이즈 처리를 하고, 제 2 확산층(140)은 5% 내지 40%의 탁도를 갖도록 헤이즈 처리할 수 있다. 이와 같이 헤이즈 처리된 제 1 확산층(120)만 구비하는 경우보다 제 1 확산층(120)과 함께 헤이즈 처리된 제 2 확산층(140)을 더 포함하여 얻게 되는 광 간섭 현상 및 색 불균일 현상을 저감시키는 효과가 현저히 클 수 있다.
도 5는, 베이스 필름의 모재(200)가 연신된 모습을 나타내는 개념도이다.
도 5를 참조하면, 베이스 필름(예: 도 3의 베이스 필름(130))을 마련하기 위해 베이스 필름의 모재(200)를 일 방향으로 연신한 상태에서 복수 개의 베이스 필름의 조각으로 자를(slitting) 수 있다. 예를 들면, 공정 진행 방향과 평행한 방향(예: 이하 필름 주행 방향(MD))으로 베이스 필름의 모재(200)를 잘라 복수 개의 필름의 조각(N1, N2, N3, N4, N5)을 만들 수 있다. 단, 도 5의 상기 복수 개의 필름의 조각은 일 예시에 불과하며, 하나의 베이스 필름의 모재(200)를 이용하여 이보다 더 많은 개수의 필름의 조각 또는 이보다 더 적은 개수의 필름의 조각을 제조하는 것도 가능하다.
다양한 실시예들에 따르면, 베이스 필름의 모재(200)는 롤(roll) 형태로 말아서 구비될 수 있다.
본 개시에서, '연신'이라 함은 미 연신된 베이스 필름의 모재(200)를, 일 방향(예: 필름 주행 방향(MD))으로 늘리는 것을 의미할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 베이스 필름의 모재(200)는 이축 연신 공정을 통해 이방성(anisotoropy)을 가질 수 있다.
여기서 '이축 연신'이라 함은 미 연신된 베이스 필름의 모재(200)를 서로 다른 두 개의 방향(예: 필름 주행 방향(MD)와, 필름 폭 방향(TD))으로 늘리는 것을 의미할 수 있다.
베이스 필름의 모재(200)를 서로 다른 두 개의 방향(예: MD와 TD)으로 늘림에 따라 베이스 필름 내부의 분자 배열 방향이 바뀔 수 있다. 일 실시예에 따르면, 베이스 필름의 모재(200)는 공정 진행 방향으로 연신되는 과정에서, 도 5의 화살표와 같은 방향으로 힘을 받으며 필름 주행 방향으로의 연신은 물론 필름의 폭 방향으로도 연신될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 이와 같은 이축 연신 공정은 복수 개의 롤 성형기(210, 220)를 이용하여 구현될 수 있다.
베이스 필름의 모재(200)는 이축 연신 공정을 통해 넓게 늘리고 또한 길게 늘리는 과정에서 이방성을 띄게 되며, 광의 진행 방향에 따라 굴절률이 달라지는 복굴절(double refraction)을 나타내는 분자 배열 방향을 가질 수 있다.
도 6은, 연신된 베이스 필름의 모재가 복수 개의 베이스 필름으로 슬리팅된 모습을 나타낸 개념도이다. 도 7은, 연신된 베이스 필름의 모재의 폭에 따른 광축 배향각을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 베이스 필름의 모재는 이축 연신하였을 때, 베이스 필름의 모재의 주행 방향과 폭 방향을 따라 분자 배열 방향(배향각)이 달라질 수 있다. 예를 들면, 베이스 필름의 모재의 복수 개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5) 중 중앙에 위치한 조각(N3; Slitting No. 3)의 분자 배열 방향은 필름 주행 방향과 대체로 평행하게 형성될 수 있다. 그리고 베이스 필름의 모재의 복수 개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5) 중 중앙에 위치한 조각(N3; Slitting No. 3)에 인접한 조각(N2; Slitting No. 2) (N4; Slitting No. 4)의 분자 배열 방향은 필름 주행 방향으로부터 0 도 보다 큰 각도의 차이를 가지도록 형성될 수 있다. 그리고 베이스 필름의 모재의 복수 개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5) 중 최 외곽에 위치한 조각(N1; Slitting No. 1) (N5; Slitting No. 5)의 분자 배열 방향은 필름 주행 방향을 기준으로 상기 조각(N2; Slitting No. 2) (N4; Slitting No. 4) 보다 더 큰 각도의 교차각을 가지도록 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 베이스 필름의 모재는 베이스 필름의 모재의 폭 방향을 따라, 베이스 필름 모재의 중앙으로부터 외곽으로 갈수록 분자 배열 방향(배향각)이 변화하는 것을 확인할 수 있다. 예컨대, 두께가 서로 다른(예: 50㎛, 75㎛) 두 개의 베이스 필름의 모재를 연신하는 실시예에 있어서, 두 개의 베이스 필름 모두 이축 연신되는 공정을 통해 이방성을 띄게 되어 베이스 필름 모재의 중앙으로부터 외곽으로 갈수록 분자 배열 방향(배향각)이 달라짐을 확인할 수 있다. 분자 배열 방향(배향각)은 대체적으로 폭 방향에 대해 선형적으로 증가할 수 있다.
예를들어, 도 6 및 도 7을 함께 참조하면 베이스 필름의 모재의 슬리팅된 복수 개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5) 중, 중앙에 위치한 조각(N3; Slitting No. 3)의 배향각은 대략 0도로 형성되고, 그에 인접한 조각(N2; Slitting No. 2) (N4; Slitting No. 4)의 배향각은 대략 0도 초과 30도 미만으로 형성되며, 최 외곽에 위치한 조각(N1; Slitting No. 1)(N5; Slitting No. 5)의 배향각은 30도 이상으로 형성될 수 있다. 상기 베이스 필름의 조각들에 대하여 광을 입사시키면 광의 진행 방향이 상기 서로 다른 배향각에 대응하여 바뀔 수 있다. 즉, 본 개시에서 배향각이 달라짐은 광의 진행방향(이하 '광축 방향'이라 함)이 달라지는 것을 의미할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 광학 필름(100)은 베이스 필름(130)을 포함하되, 상기 베이스 필름(130)의 광축 방향(예: 제 2 방향)이 프리즘 패턴층(110)의 패턴 방향(예: 제 1 방향)과 소정 각도 이상으로 교차하도록 함으로써 광 간섭 현상과, 색 불균일 현상을 저감시키고자 한다.
도 8은, 어떤 실시예에 따른, 슬릿팅된 복수 개의 베이스 필름에 프리즘을 성형하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 비교 실시예로서, 이축 연신된 베이스 필름 모재의 폭 방향(TD)으로 다섯개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5)이 배열된 것에, 필름 주행 방향(도 8에 도시된 화살표 방향)과 평행한 방향으로 프리즘을 성형하는 것을 나타낼 수 있다. 여기서 프리즘 성형 방향(PD)은 프리즘 패턴의 패턴 방향을 의미할 수 있다.
이 경우 베이스 필름의 모재의 슬리팅된 복수 개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5) 중, 중앙에 위치한 조각(N3; Slitting No. 3)의 배향각은 대략 0도로 형성되고, 이 조각을 이용하여 제조된 베이스 필름의 광축 방향(제 2 방향)은 프리즘 패턴의 패턴 방향(제 1 방향)와 대략 평행할 수 있다. 그에 인접한 조각(N2; Slitting No. 2) (N4; Slitting No. 4)의 배향각은 대략 0도 초과 30도 미만으로 형성되며, 이 조각을 이용하여 제조된 베이스 필름의 광축 방향(제 2 방향)은 프리즘 패턴의 패턴 방향(제 1 방향)과 대략 0도 초과 30도 미만의 교차각을 가질 수 있다. 또한, 최 외곽에 위치한 조각(N1; Slitting No. 1) (N5; Slitting No. 5)의 배향각은 대략 30도 이상으로 형성되며, 이 조각을 이용하여 제조된 베이스 필름의 광축 방향(제 2 방향)은 프리즘 패턴의 패턴 방향(제 1 방향)과 대략 30도 이상의 교차각을 가질 수 있다.
도 9는, 베이스 필름의 광축 방향과 프리즘 패턴층의 패턴 방향의 교차각에 따른, 액정 패널의 색 불균일 현상을 나타내는 도면이다.
본 출원인은 상 베이스 필름의 광축 방향(제 2 방향) 및 프리즘 패턴의 패턴 방향(제 1 방향)의 교차각에 따라 출광되는 광에 의해 액정 필름(20)에 표시되는 화면에서의 색 불균일 현상(rainbow mura)을 측정하였다.
예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 베이스 필름의 광축 방향(제 2 방향)과 프리즘 패턴의 패턴 방향(제 1 방향) 교차각이 0도인 실시예에서는, 액정 패널(20)에 표시되는 화면에 무지개 얼룩(rainbow mura 현상에 의한 얼룩)이 현저한 것을 확인할 수 있다. 베이스 필름의 광축 방향(제 2 방향)과 프리즘 패턴의 패턴 방향(제 1 방향) 교차각이 0 도 초과 30도 미만인 실시예에서는, 액정 패널(20)에 표시되는 화면의 무지개 얼룩이 교차각이 0도인 실시예보다는 적지만 적어도 시인될 정도로 관측되는 것을 확인할 수 있다. 베이스 필름의 광축 방향(제 2 방향)과 프리즘 패턴의 패턴 방향(제 1 방향) 교차각이 30도 이상인 실시예에서는, 액정 패널(20)에 표시되는 화면의 무지개 얼룩이 관측되지 않는 것을 확인할 수 있다.
이에, 도 8을 다시 참조하면, 이축 연신 공정을 거쳐 형성된 복수 개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5)을 베이스 필름으로 삼고, 이에 프리즘 패턴층을 성형하여 광학 필름을 제조할 때, N2, N3, N4를 이용한 것은 무지개 얼룩이 관측될 수 있다. 즉, 베이스 필름의 제조 공정 상의 이유로 무지개 얼룩이 관측되어 제품 품질의 저하를 유발할 수 있다.
도 10은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 슬릿팅된 복수 개의 베이스 필름에 프리즘을 성형하는 모습을 나타내는 도면이다.
색 불균일 현상을 최소화하기 위하여, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 광학 필름(100)은, 광축 방향(제 2 방향)이 프리즘 패턴층의 패턴 방향(제 1 방향)과 소정의 각도 이상(예: 30도 이상)의 교차각을 갖도록 형성된 베이스 필름을 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 이축 연신된 베이스 필름 모재의 폭 방향(TD)으로 다섯개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5)이 배열된 것에, 상기 다섯개의 조각들에 형성된 광축 방향을 고려하여, 각 다섯개의 조각들 마다 서로 다른 방향(예: 도 10에 도시된 화살표 방향)으로 프리즘이 배향되도록 성형할 수 있다.
예를 들면, 베이스 필름의 모재의 슬리팅된 복수 개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5)의 광축 방향과 상기 복수 개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5) 위에 성형된 프리즘 패턴의 패턴 방향은 모두 30도 이상의 교차각을 가질 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 베이스 필름(130)의 광축 방향과 상기 프리즘 패턴의 패턴 방향은 30도 이상의 교차각을 가지도록 성형될 수 있으며, 이로써 색 불균일(rainbow mura) 현상을 현저히 저감할 수 있게 된다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 이축 연신된 복수 개의 조각들(예: 도 5의 N1, N2, N3, N4, N5) 모두에 대하여 색 불균일 현상을 저감할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
상술한 내용을 정리하면, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 광학 필름(100)은 상면에 상 확산 시트를 구비하지 않음으로써 백라이트 유닛의 박형화에 기여할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 광학 필름(100)은 상 확산 시트를 구비하지 않고도, 베이스 필름(130)의 양면에 확산층(120, 140)을 포함함으로써 광 간섭 현상이나 색 불균일 현상을 방지하여, 개선된 화질을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 광학 필름은 프리즘 패턴층(110)의 패턴 방향(제 1 방향)과 베이스 필름(130)의 광축 방향(제 2 방향)이 소정 각도 이상의 차이를 갖도록 함으로써 광 간섭 현상이나 색 불균일 현상을 방지하여, 개선된 화질을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 광학 필름은 광학 필름(100)을 구성하는 각 요소들(프리즘 패턴층(110), 제 1 확산층(120), 베이스 필름(130), 제 2 확산층(140))의 굴절율에 차이를 두어 광 간섭 현상이나 색 불균일 현상을 방지하여, 개선된 화질을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면 일면에 제 1 방향으로 평행한 패턴 방향을 갖는 복수 개의 프리즘이 형성된 프리즘 패턴층(예: 도 3의 프리즘 패턴층(110)); 상기 프리즘 패턴층의 타면에 형성된 제 1 확산층(예: 도 3의 제 1 확산층(120)); 일면에서 상기 제 1 확산층과 접하며 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향의 광축 방향을 갖는 베이스 필름(예: 도 3의 베이스 필름(130)); 및 상기 베이스 필름의 타면에 접하는 제 2 확산층(예: 도 3의 제 2 확산층))을 포함하는 광학 필름(예: 도 3의 광학 필름(100))을 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 1 확산층 및 상기 제 2 확산층은 헤이즈 처리될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 1 확산층은 60 내지 90%의 탁도를 갖도록 형성되고, 상기 제 2 확산층의 탁도는 5 내지 25%의 탁도를 갖도록 헤이즈 처리될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프리즘 패턴층 및 상기 베이스 필름은, 상기 제 1 확산층 및 상기 제 2 확산층에 비해 상대적으로 고굴절률을 갖도록 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프리즘 패턴층 및 상기 베이스 필름은 1.56 내지 1.70의 굴절률을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 확산층 및 상기 제 2 확산층은 1.40 내지 1.55의 굴절률을 갖도록 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프리즘 패턴층 및 상기 베이스 필름의 굴절률과, 상기 제 1 확산층 및 상기 제 2 확산층의 굴절률은 0.1 내지 0.3의 굴절률 차를 갖도록 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프리즘 패턴층의 상기 제 1 방향은 상기 베이스 필름의 제 2 방향과 적어도 30도 이상의 각도를 형성할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 광원; 상기 광원으로부터 방출된 광을 가이드하는 도광판; 상기 도광판을 투과한 광을 확산시키는 확산 시트; 일 방향을 따라 평행하게 배열된 복수의 제 1 프리즘 패턴들과, 상기 제 1 프리즘 패턴들을 지지하는 투광성 베이스 필름을 포함하는 제 1 프리즘 시트; 및 상기 제 1 프리즘 패턴들의 배열 방향과 다른 방향을 따라 평행하게 배열된 복수의 제 1 프리즘 패턴들과, 상기 제 2 프리즘 패턴들을 지지하는 투광성 베이스 필름을 포함하는 제 2 프리즘 시트;를 포함하고, 상기 제 1 프리즘 시트 또는 제 2 프리즘 시트 중 적어도 하나는 상기 투광성 베이스 필름의 양면에 제 1 확산층 및 제 2 확산층을 포함하는 광학필름을 구성하는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 광학 필름에 포함된 프리즘 패턴들의 패턴 방향은, 상기 베이스 필름의 광축 방향과 지정된 각도 차이를 갖도록 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 개시의 다양한 실시예의 광학 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
백라이트 유닛: 10
광원: 11
도광판: 13
하 확산 시트 : 14
제 1 프리즘 시트 : 15
제 2 프리즘 시트 : 16
상 확산 시트 : 17
광학 필름: 100
프리즘 패턴층 : 110
제 1 확산층 : 120
베이스 필름 : 130
제 2 확산층 : 140

Claims (10)

  1. 광학 필름에 있어서,
    일면에 제 1 방향으로 평행한 패턴 방향을 갖는 복수 개의 프리즘이 형성된 프리즘 패턴층;
    상기 프리즘 패턴층의 타면에 형성된 제 1 확산층;
    일면에서 상기 제 1 확산층과 접하며 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향의 광축 방향을 갖는 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름의 타면에 접하는 제 2 확산층을 포함하고,
    상기 프리즘 패턴층의 상기 제 1 방향은 상기 베이스 필름의 제 2 방향과 적어도 30도 이상의 각도를 형성하는 광학 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1 확산층 및 상기 제 2 확산층은 헤이즈 처리된 광학 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 확산층은 상기 제 2 확산층보다 높은 탁도를 갖도록 헤이즈 처리된 광학 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 1 확산층은 50% 내지 90%의 탁도를 갖도록 형성되고, 상기 제 2 확산층의 탁도는 5% 내지 40%의 탁도를 갖도록 헤이즈 처리된 광학 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴층 및 상기 베이스 필름은, 상기 제 1 확산층 및 상기 제 2 확산층에 비해 상대적으로 고굴절률을 갖도록 형성된 광학 필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴층 및 상기 베이스 필름은 1.56 내지 1.70의 굴절률을 갖도록 형성되고
    상기 제 1 확산층 및 상기 제 2 확산층은 1.40 내지 1.55의 굴절률을 갖도록 형성된 광학 필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴층 및 상기 베이스 필름의 굴절률과, 상기 제 1 확산층 및 상기 제 2 확산층의 굴절률은 0.01 내지 0.3의 굴절률 차를 갖도록 형성된 광학 필름.
  8. 삭제
  9. 백라이트 유닛에 있어서,
    광원;
    상기 광원으로부터 방출된 광을 가이드하는 도광판;
    상기 도광판을 투과한 광을 확산시키는 확산 시트;
    제 1 방향을 따라 평행하게 배열된 복수의 제 1 프리즘 패턴들과, 상기 제 1 프리즘 패턴들을 지지하는 제 1 베이스 필름을 포함하는 제 1 프리즘 시트; 및
    상기 제 1 프리즘 시트의 상부에 적층되고, 상기 제 1 프리즘 패턴들의 배열 방향과 다른 제 2 방향을 따라 평행하게 배열된 복수의 제 2 프리즘 패턴들과, 상기 제 2 프리즘 패턴들을 지지하며, 상기 제 2 방향과 다른 제 3 방향의 광축 방향을 갖는 제 2 베이스 필름을 포함하는 제 2 프리즘 시트;를 포함하고,
    상기 제 2 프리즘 시트는 상기 제 2 베이스 필름의 양면에 제 1 확산층 및 제 2 확산층을 포함하며,
    상기 제 2 프리즘 패턴들의 상기 제 2 방향은 상기 제 2 베이스 필름의 상기 제 3 방향과 적어도 30도 이상의 각도를 형성하는 광학필름을 구성하는 백라이트 유닛.
  10. 삭제
KR1020200147107A 2020-11-05 2020-11-05 광학 필름 KR102465918B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200147107A KR102465918B1 (ko) 2020-11-05 2020-11-05 광학 필름
TW110140920A TWI797810B (zh) 2020-11-05 2021-11-03 光學膜
CN202111291766.6A CN114442208A (zh) 2020-11-05 2021-11-03 光学膜
US17/519,027 US20220163716A1 (en) 2020-11-05 2021-11-04 Optical film
JP2021180619A JP2022075631A (ja) 2020-11-05 2021-11-04 光学フィルム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200147107A KR102465918B1 (ko) 2020-11-05 2020-11-05 광학 필름

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220060922A KR20220060922A (ko) 2022-05-12
KR102465918B1 true KR102465918B1 (ko) 2022-11-14

Family

ID=81362574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200147107A KR102465918B1 (ko) 2020-11-05 2020-11-05 광학 필름

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220163716A1 (ko)
JP (1) JP2022075631A (ko)
KR (1) KR102465918B1 (ko)
CN (1) CN114442208A (ko)
TW (1) TWI797810B (ko)

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3871913B2 (ja) * 2000-11-14 2007-01-24 シャープ株式会社 反射型表示装置およびプリズムアレイシート
KR20040031858A (ko) * 2002-10-04 2004-04-14 삼성전자주식회사 액정표시장치
US7236217B2 (en) * 2003-01-16 2007-06-26 3M Innovative Properties Company Package of optical films with zero-gap bond outside viewing area
JP2005044744A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Clariant Internatl Ltd 面光源装置
US20060164860A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Sanyo Epson Imaging Devices Corp. Liquid crystal display device
JP2006208534A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Sanyo Epson Imaging Devices Corp 液晶表示装置
KR20060105193A (ko) * 2005-04-01 2006-10-11 삼성전자주식회사 하이브리드-확산판과, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및표시장치
JP2007078882A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Fujifilm Corp ディスプレイ用光学シート
US20080123192A1 (en) * 2006-11-29 2008-05-29 Ching-Bin Lin Two-in-one light guide means
KR101543638B1 (ko) * 2007-01-09 2015-08-11 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 광학 시트, 면 광원 장치 및 표시 장치
JP2009026753A (ja) * 2007-06-21 2009-02-05 Hitachi Maxell Ltd 照明装置及びそれに用いられる光学調整部材
KR100974195B1 (ko) * 2007-11-23 2010-08-06 엘지전자 주식회사 광학시트와 이의 제조방법 그리고 이를 이용한액정표시장치
US20090214828A1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Vicki Herzl Watkins Blunt tip prism film and methods for making the same
JP5332469B2 (ja) * 2008-10-01 2013-11-06 凸版印刷株式会社 光学部品、バックライトユニット及び表示装置
TWI406014B (zh) * 2008-10-02 2013-08-21 Eternal Chemical Co Ltd 複合光學膜
KR20120023299A (ko) * 2010-09-01 2012-03-13 엘지전자 주식회사 광학 시트
KR101870448B1 (ko) * 2012-03-22 2018-06-22 엘지디스플레이 주식회사 광학시트, 이를 포함하는 액정표시장치 및 광학시트 제조방법
US20160054507A1 (en) * 2013-03-29 2016-02-25 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device and display device
US20170322348A1 (en) * 2014-12-05 2017-11-09 Suntechopt Co., Ltd. Diffusion sheet, laminated prism sheet, and laminated optical sheet
KR101833246B1 (ko) * 2014-12-17 2018-03-02 주식회사 엘엠에스 반사시트 구조물 및 이를 구비한 백라이트 유닛
KR102598767B1 (ko) * 2018-12-24 2023-11-03 엘지디스플레이 주식회사 슬림형 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
TWI797810B (zh) 2023-04-01
KR20220060922A (ko) 2022-05-12
CN114442208A (zh) 2022-05-06
JP2022075631A (ja) 2022-05-18
TW202219604A (zh) 2022-05-16
US20220163716A1 (en) 2022-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101659241B1 (ko) 시인성 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판, 이를 포함하는 액정표시장치용 모듈 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR100949226B1 (ko) 광 투과 필름, 광 투과 필름의 제조 방법 및 액정 표시장치
EP1972969B1 (en) Optical sheet combination structure, surface emitting device, and liquid crystal device
US20110116014A1 (en) Optical laminate film, backlight unit including the same, and liquid crystal display including the same
JP2007283601A (ja) 光学シート、バックライト装置および液晶表示装置
KR20070102424A (ko) 광학 시트, 백라이트 장치 및 액정 표시 장치
JP2017509931A (ja) コリメート反射偏光子を有する光学フィルム
KR101802628B1 (ko) 복합 편광판, 이를 포함하는 액정표시장치용 모듈 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR101822701B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20200006443A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20110034040A (ko) 광로 장치 및 액정 표시 장치
KR20170064039A (ko) 광학 필름 및 이를 포함하는 액정 표시장치
KR101822699B1 (ko) 광학시트 및 이를 포함하는 액정표시장치
US11550185B2 (en) Optical film and backlight unit including the same
KR101813753B1 (ko) 액정표시장치
KR102465918B1 (ko) 광학 필름
KR101802578B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
JP4930540B2 (ja) 面発光装置および液晶表示装置
TW201250303A (en) Optical sheet and method for manufacturing the same and liquid crystal display device using the same
KR20210038149A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20170103301A (ko) 액정 표시 장치
KR102659452B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
JP2011075964A (ja) 液晶表示装置
US20230341601A1 (en) Polarizing plate and optical display apparatus comprising the same
KR20230068554A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant